新型智能化液晶電視工程訓練平臺在電子工程訓練課程中的構(gòu)建探索

李珊　葉懋　許金　李姮　覃陽

【摘 要】本文闡述電子工程訓練的實際情況，分析Arduino的特點與其在高校工程訓練課程中應(yīng)用的可行性，探討了構(gòu)建基于Arduino新型智能化液晶電視工程訓練平臺的創(chuàng)新思路。

【關(guān)鍵詞】Arduino智能液晶電視;電子工程訓練;無線遙控

中圖分類號： TP23 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）31-0036-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.31.015

Exploration on the Construction of New Intelligent LCD TV Engineering Training

Platform in the Electronic Engineering Training

LI Shan YE Mao XU Jin LI Heng QIN Yang

（National Demonstration Center for Experimental Education of Mechanical and Electrical Engineering Training，Guilin University of Electronic Technology，Guilin Guangxi 541004，China）

【Abstract】This paper described the practical situation of electronic engineering training，analyzed the characteristics of Arduino and the feasibility of its application in engineering training courses in universities， discussed the innovative idea of building a new intelligent LCD TV engineering training platform based on Arduino.

【Key words】Arduino? intelligent LCD TV;Electronic engineering training;Wireless remote control

0 引言

隨著社會的發(fā)展和高等教育的改革進程，無論是新經(jīng)濟發(fā)展還是新一輪的科技和產(chǎn)業(yè)革命，都對高等工程教育的變革提出了新的挑戰(zhàn)，對實踐教學提出了更高的要求[1]。

傳統(tǒng)的電子工程訓練課程覆蓋電子產(chǎn)品的設(shè)計、裝配、調(diào)試、測量等環(huán)節(jié)。由于缺乏培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識的環(huán)節(jié)，導致在課程的開設(shè)過程中，使用相同模式的批量重復式培養(yǎng)，嚴重制約學生個性發(fā)展和創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)。問題突出表現(xiàn)在。

1）教學內(nèi)容陳舊，實驗項目單一，設(shè)備器材簡單落后，實習方式不靈活，學生實訓過程處于被動接受的狀態(tài)，個性發(fā)展發(fā)揮受限，難以激發(fā)學生的主觀能動性，更談不上培養(yǎng)創(chuàng)新意識[2]。

2）實踐課程偏重硬件，未能做到軟硬件結(jié)合，與當前業(yè)界產(chǎn)品技術(shù)脫節(jié)，課程雖然在能力目標上覆蓋了教學目標，但是實習目標與企業(yè)要求存在差距。

3）產(chǎn)品智能化程度落后，學生沒機會了解新興智能產(chǎn)業(yè)。

傳統(tǒng)教學顯然已無法反映業(yè)界技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，工程實訓課程內(nèi)容亟待改革。

1 Arduino引入電子工程訓練課程的可行性

Arduino被形象的稱為電子積木，它具有良好的擴展性，用戶利用該系統(tǒng)就像搭積木一樣，逐層擴展其功能，直到構(gòu)建自己需要的工作系統(tǒng)[3]。將Arduino引入電子工程訓練課程中具有以下優(yōu)勢。

1）價格低廉，資源豐富。相對其他開發(fā)板，Arduino及周邊產(chǎn)品相對質(zhì)廉價優(yōu)，學習或創(chuàng)作成本低[4]。

2）簡單易學，可擴展性強。Arduino提供了簡單易懂的軟件開發(fā)環(huán)境，且軟硬件完全對公眾開放，源碼資源的開放共享使得學生可將其應(yīng)用到自己的開發(fā)當中還可根據(jù)需要對硬件功能模塊擴展和改進[5]。

3）跨平臺性強，外設(shè)豐富。Arduino軟件可直接運用于多種操作系統(tǒng)，且Arduino官方提供極為豐富的外設(shè)，如可與電機驅(qū)動、傳感器、LED、點陣顯示、觸摸屏控制等外設(shè)進行交互，迅速設(shè)計制作出創(chuàng)意作品[6]。

整合上述Arduino在工程訓練課程中凸顯的優(yōu)勢，完成Arduino與傳統(tǒng)液晶電視實驗箱相結(jié)合的課程設(shè)置，構(gòu)建新型智能化液晶電視工程訓練平臺切實可行。

2 與Arduino相結(jié)合的電子工程訓練課程的應(yīng)用模式探索—構(gòu)建新型智能化液晶電視工程訓練平臺

借鑒國內(nèi)外先進經(jīng)驗，分析國內(nèi)外先進技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，在教學模式的探索中，引入開源硬件Arduino，本著軟硬結(jié)合的思想，打造重在鍛煉學生專業(yè)應(yīng)用能力、解決實際問題能力及創(chuàng)新創(chuàng)造能力的、滿足經(jīng)濟社會發(fā)展和創(chuàng)業(yè)需求的教學實踐內(nèi)容是我校電子工程訓練課程的改革新思路。

總體創(chuàng)新思路為將開源硬件（Arduino）與電子工程訓練課程相結(jié)合，拓展原來單純的基于純硬件技術(shù)的液晶電視為支持紅外、藍牙、WIFI等無線技術(shù)遙控的智能液晶電視，構(gòu)建新型智能化液晶電視工程訓練平臺，激發(fā)學生的自主創(chuàng)新意識和內(nèi)在的學習潛能，既保證基本教學內(nèi)容的完成，又有利于鼓勵學生積極創(chuàng)新，促進學生的全面發(fā)展。

在面向課程內(nèi)容設(shè)計的改革上，整個新型智能化液晶電視工程訓練平臺的創(chuàng)新具體將從以下幾個方面進行：

1）將開源硬件（Arduino）與傳統(tǒng)的液晶電視試驗箱結(jié)合在一起，實現(xiàn)軟硬件教學的完美融合，完成新型智能化液晶電視工程訓練平臺的搭建。在傳統(tǒng)液晶電視實訓平臺上增加基于Arduino的無線接收端，包括無線接收模塊的研制、接口電路和軟件接口程序的設(shè)計;完成基于Arduino的支持無線技術(shù)的遙控裝置的設(shè)計。

2）支持紅外、藍牙、WIFI等無線技術(shù)遙控，實現(xiàn)頻道調(diào)節(jié)、音量控制等功能的智能化，拓展原來單純的基于純硬件技術(shù)的液晶電視為支持紅外、藍牙、WIFI等無線技術(shù)遙控的智能液晶電視。

3）倡導學生主體、教師主導的實踐環(huán)節(jié)訓練，可將基于Arduino的無線遙控器的軟件設(shè)計部分留給學生自由發(fā)揮，學生可以自主編程，選擇紅外、藍牙、WIFI中的一種或多種方式對電視進行控制，除了鍛煉學生動手實踐能力以外，還能鍛煉學生應(yīng)用開發(fā)能力，培養(yǎng)和提高學生的動手能力、創(chuàng)新能力和工程意識。

4）構(gòu)建鼓勵創(chuàng)意發(fā)揮和興趣發(fā)展的、綜合結(jié)果型和過程型的全面成績評定體系。課程作品驗收選擇不受約束的創(chuàng)意設(shè)計的方式，不以固定的作品進行打分。學生可以完成演示示例驗收，給予相應(yīng)基礎(chǔ)分數(shù)，還可以選擇自己獨立完成一個創(chuàng)意作品，也可以以團隊的形式完成一個創(chuàng)意作品，作為最后加分環(huán)節(jié)的成績，創(chuàng)意越新穎，實現(xiàn)功能越復雜，分數(shù)越高，對那些創(chuàng)意很好且對Arduino有濃厚興趣的學生，可以提供額外輔導或者開發(fā)板及外圍元件作為獎勵，由此調(diào)動學生主觀能動性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。

3 結(jié)語

本文分析了Arduino特色優(yōu)勢及其應(yīng)用可行性，初步給出了構(gòu)建基于Arduino新型智能化液晶電視工程訓練平臺的創(chuàng)新思路。由于Arduino的易用性與豐富的可擴展性，將其融入電子工程訓練的教學實踐，將有助于引導學生盡早投入項目實踐，進而提高學生實踐能力，后續(xù)工作中，我們將積累和借鑒Arduino在教學實踐中的應(yīng)用經(jīng)驗，科學地細化培養(yǎng)體系，不斷完善和改進具體實施措施，以便取得更好的教學效果。

【參考文獻】

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[3]張國華，都鑫，王濤，等.基于開源硬件項目的電類實訓教學資源庫建設(shè)研究.現(xiàn)代企業(yè)教育，140.

[4]唐敏，金一鳴.開源硬件在電子實訓與創(chuàng)新實踐中的應(yīng)用.求知導刊，2016（1）：137-138.

[5]鄧欣，王進，于洪.開源硬件在“智能機器人”實踐課程中的應(yīng)用.計算機教育，2015（9）：105-110.

[6]李姮，許金，葉懋，等.開源硬件引入機械電子專業(yè)的電子認知實習教學模式探索.科技世界，2017（5）：73-74.